Механические свойства строительных материалов. Часть 4

Хрупкостью называют свойство вещества разрушаться под действием внешних сил внезапно, т. е. без предварительных деформаций. Хрупкими строительными материалами являются стекло, керамика, бетон и т. д.

Упругостью называют способность вещества под действием внешних сил изменять свою форму без разрыва и растрескивания, а затем возвращаться в первоначальное состояние после устранения действия этих сил.

Восстановление первоначального состояния может быть полным и неполным. Первое имеет место при сравнительно небольшом воздействии внешних сил, второе — при воздействии значительных нагрузок. Во втором случае возникают так называемые остаточные деформации.

Состояние материала, при котором величина остаточных деформаций составляет не более 0,002—0,005% по отношению к первоначальным размерам, называется предельно упругим, а величина напряжений, вызванная приложенными силами, — пределом упругости. Для каждого из строительных материалов существует величина предела упругости.

Пластичность — свойство материала изменять под действием внешних сил свою форму без разрывов и растрескивания, а затем сохранять ее после устранения действия этих сил.

Следует отметить, что строительные материалы способны проявлять пластические свойства только при строго определенных условиях. В связи с этим иногда говорят о пластическом состоянии вещества, т. е. о таком состоянии, когда пластические свойства наиболее выражены. Например, глина переходит в пластическое состояние при затворении ее водой; стекло, смолы, битумы, пластмассы и ряд других материалов проявляют пластические свойства только в определенном температурном интервале. С понижением температуры эти вещества становятся хрупкими, с повышением — жидкими (текучими). Для таких материалов устанавливают верхний и нижний пределы пластичности, т. е. такие условия, при которых пластическое состояние проявляется особенно четко.

Ползучесть представляет собой процесс непрерывно совершающейся малой пластичной деформации материала, протекающий при постоянно действующей нагрузке соответствующей величины. В прямоугольной системе координат, где по горизонтальной оси откладывается значение времени действия нагрузки, а по вертикальной величина относительной деформации материала, этот процесс может быть охарактеризован соответствующей кривой.

При соответствующих условиях ползучесть наблюдается у дерева, камня, бетона, металла и ряда других материалов.

Усталость — свойство материала неожиданно разрушаться при напряжениях, значительно меньших предела прочности под действием нагрузок, вызывающих в материале попеременные напряжения сжатия и растяжения. Объясняется это возникновением в кристаллах материала мельчайших трещинок, располагающихся по плоскостям спайности, а в аморфных телах — постепенным накоплением пластической деформации.